化学工程研究人员发明了一种新型催化剂，能够显著提高苯乙烯产率，减少能源消耗和减少温室气体排放。
美国北卡罗莱纳州立大学（NCSU）化学工程系李凡星（Fanxing Li）教授说：“苯乙烯是合成类化学物质，用于制造各种塑料、树脂和其他材料。因为它应用广泛，所以很高兴能开发出这样一种既高性价比，又能减少对环境影响的苯乙烯生产技术。”据预测，到2023年苯乙烯产量将超过3300万吨。
常规苯乙烯生产技术的单程收率约为54%，换句话讲，每投入100吨的原料，通过反应器一次仅生产54吨苯乙烯，而使用他们的新型催化剂能达到91%单程收率。
新型苯乙烯生产技术的转化温度与传统技术的转化温度都在500-600℃，但两者存在很大区别。
“当前苯乙烯生产需要向反应器中注入大量蒸汽，而我们的技术不需要蒸汽，这就大大降低了能耗。”北卡罗莱纳州立大学的博士后、本论文合著者高云飞（Yunfei Gao）说。
具体来说，采用新型催化剂的苯乙烯生产过程可减少82%的能源使用，并且减少79%的二氧化碳排放。
该论文的合著者、昆明理工大学（KUST）教授祝星（Xing Zhu）说：“这些进展是通过催化剂本身的工程设计实现的，新型氧化还原催化剂由铁酸钾表面催化相和存储晶格氧的钙锰氧化物内核构成。”祝星作为访问学者在北卡罗莱纳州立大学开展这个研究项目。
“为了应用新型催化剂和新工艺，苯乙烯生产商需要采用不同于目前使用的反应器，这种类似于卡托芬反应器，现已广泛用于其他工业应用，新工艺能显著降低成本。”李凡星教授说。
###
这篇题为《A tailored multi-functional catalyst for ultra-efficient styrene production under a cyclic redox scheme》论文发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上，由来自北卡罗莱纳州立大学王翕君（Xijun Wang）、Vasudev Haribal、刘俊臣（Junchen Liu）、和Luke Neal，以及美国橡树岭国家实验室鲍正洪（Zhenghong Bao）和吴自力（Zili Wu）和昆明理工大学王华（Hua Wang）合著。
该研究在美国能源部（RAPID协议DE-EE0007888-05-6）、美国国家科学基金会（批准号1923468）和北卡罗莱纳州柯南工程、技术和科学研究所的支持下进行。
研究人员已经获得这项新技术的专利。
Journal
Nature Communications